畢業(yè)設(shè)計-某別墅空調(diào)工程設(shè)計_第1頁
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文檔簡介

1、<p>  畢 業(yè) 設(shè) 計(論 文) </p><p>  題目_別墅空調(diào)工程設(shè)計_</p><p>  姓 名 </p><p>  院 系 車輛與動力工程 </p><p>  專 業(yè) 熱能與動力工程 </p><p>  指導(dǎo)教師 _

2、 _ </p><p>  2011年 5月30日</p><p><b>  別墅空調(diào)工程設(shè)計</b></p><p><b>  摘 要</b></p><p>  空氣調(diào)節(jié)是對某一房間或空間的溫度、濕度、潔凈度和空氣流動速度等進行調(diào)節(jié)與控制,并提供足夠量的新鮮空氣??照{(diào)可以實現(xiàn)對建筑熱濕環(huán)

3、境、空氣品質(zhì)的全面控制,目前正被廣泛地應(yīng)用于現(xiàn)代建筑當中。</p><p>  本設(shè)計為別墅的空調(diào)工程設(shè)計,地點為陜西省西安市,建筑面積為480㎡,空調(diào)總面積為441㎡,要求冬天能夠供熱,夏天能夠供冷。該別墅共三層,空調(diào)總面積不大,各房間面積相對較小、且有獨立控制要求;空調(diào)使用時間分散,且各功能間負荷不會同時達到最大;綜合考慮建筑物的特點、對舒適性的要求及經(jīng)濟性等因素,選用數(shù)碼渦旋多聯(lián)機系統(tǒng),并對各層房間進行分區(qū)

4、,這樣既能滿足別墅不同時刻不同負荷的要求,而且達到了節(jié)能的目的,同時運行管理方便,調(diào)節(jié)靈活。</p><p>  設(shè)計中首先對各房間進行冷熱濕負荷計算,再進行冬夏季送風參數(shù)計算;經(jīng)比較采用一次回風系統(tǒng),并為舒適度要求高的房間用室內(nèi)機吸入新風。采用R410a環(huán)保冷媒,選用“美的”D4機型。針對不同功能房間室內(nèi)裝修特點,及有無新風要求,選用不同形式的室內(nèi)機,并按配置率80%~130%選擇室外機。根據(jù)空調(diào)設(shè)備生產(chǎn)廠家的

5、施工要求,布置室內(nèi)外機位置、凝水管、風管及風口。</p><p>  關(guān)鍵詞:別墅空調(diào)系統(tǒng),數(shù)碼渦旋多聯(lián)機,VRV, 自吸新風</p><p>  THE DESIGN OF AIR-CONDITION SYSTEM</p><p>  FOR COTTAGE</p><p><b>  ABSTRACT</b><

6、/p><p>  Air-conditioning is control and regulation for temperature, moisture cleanliness and air velocity etc. of one room or space and provide enough fresh air in addition.Air-conditioning can realize the com

7、prehensive control for building thermal or humid environment. So it's being applied extensively in modern buildings.</p><p>  This design is the cottage air-conditioning engineering design. It's loca

8、ted in Xi'an. The total construction areas is 480㎡and air conditioning areas is 441㎡. It's required that refrigerating can be realized in sunmer and heating in winter. There are 3 storys in all. The total air con

9、ditioning area is not big,besides, the area of each room is small relatively and controlling independently is demanded. At the same time, the using time of air conditioning system is so decentralized that load of ea</

10、p><p>  In the design of each room,I first calculate the cold, hot and wet load, again carries on the winter and summer air distribution parameter calculation; By comparison, using a return air system of the h

11、igh demand for comfort with indoor air inhaled room. Adopt R410a environmental refrigerant, choose "Midea" the D4 models. According to different function room interior decoration features, and presence of fresh

12、 air requirements, choose different forms of indoor parts, and press select PeiZhiLv 80%</p><p>  KEY WORDS: Villa air conditioning system, digital scroll VRF, VRV, self-priming fresh air</p><p>

13、;<b>  目 錄</b></p><p><b>  前 言1</b></p><p>  第1章 工程概況2</p><p>  §1.1 建筑概況2</p><p>  §1.2 氣象參數(shù)2</p><p>  §1.3 設(shè)計參數(shù)

14、2</p><p>  第2章 負荷的計算7</p><p>  §2.1 夏季冷負荷的計算7</p><p>  §2.2 冬季熱負荷的計算14</p><p>  §2.3 濕負荷的計算16</p><p>  第3章 空調(diào)方案的確定17</p><p&

15、gt;  §3.1 系統(tǒng)形式的確定17</p><p>  §3.2 戶式中央空調(diào)的形式和特點18</p><p>  §3.3 變頻技術(shù)和數(shù)碼渦旋技術(shù)的比較23</p><p>  §3.4 空調(diào)風系統(tǒng)28</p><p>  送風狀態(tài)參數(shù)及送風形式的確定31</p><

16、p>  §4.1 新風量的確定31</p><p>  §4.2 新風負荷32</p><p>  §4.3 一次回風系統(tǒng)33</p><p>  §4.4 新風引入方式35</p><p>  空調(diào)設(shè)備的選擇37</p><p>  §5.1 室內(nèi)機選

17、型37</p><p>  §5.2 室外機選型38</p><p>  §5.3 其他設(shè)備選型39</p><p><b>  總 結(jié)41</b></p><p><b>  參考文獻42</b></p><p><b>  致 謝

18、43</b></p><p><b>  附 錄44</b></p><p><b>  前 言</b></p><p>  自19世紀空調(diào)問世以來,空調(diào)技術(shù)隨著經(jīng)濟的發(fā)展獲得了飛速的提高,現(xiàn)在空調(diào)已成為現(xiàn)代建筑中不可缺少的設(shè)施之一。同時隨著人們在建筑物內(nèi)停留時間的增加,對創(chuàng)造舒適而健康的室內(nèi)空氣環(huán)境的要求也

19、越來越強烈。因此,空調(diào)系統(tǒng)的合理設(shè)計就顯得尤為重要。</p><p>  本設(shè)計為別墅的空調(diào)系統(tǒng)工程設(shè)計,此類居住建筑功能齊全,舒適度要求較高,而各房間同時使用系數(shù)較低。設(shè)計中根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)特點,以現(xiàn)行中央空調(diào)設(shè)計標準為設(shè)計標準規(guī)范,在查閱了大量中外文獻、相關(guān)資料和參考手冊的基礎(chǔ)上,進行了建筑的冷熱濕負荷計算、送風狀態(tài)參數(shù)計算、氣流組織計算,以及空調(diào)設(shè)備的選型等。在本設(shè)計中,充分考慮了節(jié)能環(huán)保這一目前國內(nèi)外均在大力

20、倡導(dǎo)的設(shè)計要點,盡量降低空調(diào)能耗和對周圍環(huán)境的不良影響,不僅使該空調(diào)設(shè)計達到舒適健康的要求,而且做到了經(jīng)濟節(jié)能。最后依據(jù)設(shè)計結(jié)果,合理布置制冷劑、冷凝水管路和室內(nèi)機送回風口、新風引入口,按要求繪制出清晰明確的工程圖紙。</p><p>  大學(xué)四年以來,我們經(jīng)歷了從專業(yè)基礎(chǔ)課到專業(yè)理論課的系統(tǒng)全面學(xué)習,這期間,也進行了多次的課程設(shè)計,使我們將學(xué)到的理論知識應(yīng)用于實際工程設(shè)計當中,從而進一步增進了對專業(yè)知識的理解。

21、本次畢業(yè)設(shè)計旨在培養(yǎng)我們的文獻檢索能力、總體方案設(shè)計論證能力、工程制圖能力和論文撰寫能力,提高外語文獻的閱讀與翻譯能力,使我們具有初步的綜合運用所學(xué)知識解決問題的能力。</p><p>  由于本人掌握的相關(guān)理論知識有限,實際工程的經(jīng)驗匱乏和設(shè)計時間有限等,導(dǎo)致本次設(shè)計中對某些部分的設(shè)計不能做得全面完美,還存在很多不妥之處,懇請各位老師給予指正!</p><p><b>  第一

22、章 工程概況</b></p><p><b>  §1.1 建筑概況</b></p><p>  建筑所在地為陜西省西安市,該建筑為三層別墅。其一層主要為臥室、客廳、車庫、廚房、衛(wèi)生間,二層主要是臥室、書房、衛(wèi)生間、露臺,三層為閣樓。建筑總面積為480㎡,空調(diào)面積為441㎡。</p><p><b>  

23、7;1.2 氣象參數(shù)</b></p><p>  臺站位置:北緯34°18′,東經(jīng)108°56′,海拔396.9m;大氣壓力:冬季978.7hPa,夏季959.2;冬季室外計算干球溫度:采暖-5℃,空調(diào)-8℃,通風-1℃;夏季室外計算干球溫度:空調(diào)35.2℃,通風31℃,空調(diào)日平均30.7℃,平均日較差:8.7℃;年平均溫度13.3℃,夏季空調(diào)室外計算濕球溫度26℃,最熱月平均溫度

24、26.6℃,室外計算相對濕度:冬季空調(diào)67%,最熱月月平均72%,夏季通風55%;室外風速:冬季平均1.8m/s,夏季平均2.2m/s;最大凍土深度45cm,極端最低溫度:-20.6℃,極端最高溫度:41.7℃。</p><p><b>  §1.3 設(shè)計參數(shù)</b></p><p><b>  圍護結(jié)構(gòu)的選擇</b></p>

25、;<p><b>  外墻構(gòu)造</b></p><p>  表1-1 保溫外墻熱工指標</p><p>  所選保溫外墻構(gòu)造如圖1-1所示,其熱工指標見表1-1。</p><p><b>  圖1-1 外墻構(gòu)造</b></p><p><b>  2.屋面構(gòu)造</b&g

26、t;</p><p>  所選屋面的構(gòu)造如下圖1-2所示,其熱工指標見表1-2。</p><p><b>  圖1-2 屋面構(gòu)造</b></p><p>  表1-2 屋面熱工指標</p><p><b>  內(nèi)墻構(gòu)造</b></p><p>  表1-3 普通內(nèi)墻熱工指標&

27、lt;/p><p><b>  圖1-3 內(nèi)墻構(gòu)造</b></p><p>  所選內(nèi)墻的構(gòu)造如圖1-3所示,其熱工指標見表1-3。 </p><p><b>  玻璃窗的選擇</b></p><p>  選用雙層3mm厚普通玻璃,傳熱系數(shù)為

28、2.98w/(㎡·℃)。</p><p><b>  圍護結(jié)構(gòu)熱阻的校核</b></p><p>  圍護結(jié)構(gòu)的最小傳熱阻</p><p>  圍護結(jié)構(gòu)的最小傳熱阻,應(yīng)按下式確定:</p><p><b>  (1-1)</b></p><p><b> 

29、 式中:</b></p><p>  Ro·min—圍護結(jié)構(gòu)的最小傳熱阻(㎡·℃/w);</p><p>  tn—冬季室外計算溫度(℃);</p><p>  tw—冬季圍護結(jié)構(gòu)室外計算溫度(℃);</p><p>  α—冬季圍護結(jié)構(gòu)室外計算溫度(℃);</p><p>  Δty—

30、冬季室內(nèi)計算溫度與圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)表面溫度的允許溫差(℃);</p><p>  αn—圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)表面換熱系數(shù)w/(㎡·℃);</p><p>  Rn—圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)表面換熱阻(㎡·℃/w);</p><p>  表1-4 溫差修正系數(shù)α</p><p>  表1-5 允許溫差Δty值</p><p>  

31、表1-6 換熱系數(shù)αn和換熱熱阻Rn </p><p>  確定圍護結(jié)構(gòu)的最小傳熱阻時,冬季圍護結(jié)構(gòu)室外計算溫度tw,應(yīng)根據(jù)圍護結(jié)構(gòu)熱惰性指標D值,按表1-7采用。</p><p>  表1-7 冬季圍護結(jié)構(gòu)室外計算溫度(℃)</p><p>  注:tw和tp·min—分別為采暖室外計算溫度和累年最低日平均溫度(℃)。&

32、lt;/p><p>  圍護結(jié)構(gòu)的傳熱阻,應(yīng)按下式計算:</p><p><b>  (1-2)</b></p><p>  式中:RO—圍護結(jié)構(gòu)的傳熱阻(㎡·℃/w);</p><p><b>  αn—同式1-1;</b></p><p>  αw—圍護結(jié)構(gòu)外表面換

33、熱系數(shù)w/(㎡·℃);</p><p>  Rj—圍護結(jié)構(gòu)本體熱阻(㎡·℃/w);</p><p>  表1-8 換熱系數(shù)αw和換熱熱阻Rw</p><p>  外墻和屋頂熱阻的校核</p><p>  對外墻和屋頂,tw=0.6twn+0.4tp·min</p><p>  =0.6&#

34、215;(-8)+0.4×(-12.3)</p><p><b>  =-9.72℃</b></p><p>  又α=1.00,tn=22℃,αn=8.7w/(㎡·℃),</p><p>  外墻: </p><p><b>  屋頂:</b>

35、;</p><p>  又αn=8.7w/(㎡·℃),αw=23w/(㎡·℃),外墻Rj=0.75㎡·℃/w,屋面Rj=1.64㎡·℃/w,</p><p>  外墻:RO=1/8.7+0.75+1/23=0.91㎡·℃/w</p><p>  屋頂:RO=1/8.7+1.64+1/23=1.80㎡·℃/w

36、</p><p>  由上可知,外墻:RO>Ro·min,故所選外墻滿足要求;屋面:RO>Ro·min,故所選屋面滿足要求。</p><p><b>  其它設(shè)計參數(shù)</b></p><p>  民用建筑空調(diào)房間內(nèi)空氣設(shè)計參數(shù)的確定主要取決于以下內(nèi)容。</p><p> ?、倏照{(diào)房間使用功能對舒適性的

37、要求 所謂舒適就是人體所能維持正常的散熱量和散濕量。影響人舒適感的主要因素有:室內(nèi)空氣的溫度、濕度和空氣流動速度;其次是衣著情況、空氣的新鮮程度、室內(nèi)各表面的溫度等。</p><p>  ②要綜合考慮地區(qū)、經(jīng)濟條件和節(jié)能要求等因素 根據(jù)我國國家標準《采暖通風與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范》(GBJ 19—87)的規(guī)定,對于舒適性空調(diào),室內(nèi)設(shè)計參數(shù)如下。</p><p>  表1-9 舒適性空調(diào)室內(nèi)

38、空氣設(shè)計參數(shù)</p><p>  標準中給出的數(shù)據(jù)是概括性的。對于具體的民用建筑而言,由于各空調(diào)房間的使用功能各不相同,而其室內(nèi)空調(diào)設(shè)計計算參數(shù)也會有較大的差異。對于該別墅的空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計,采用室內(nèi)空氣設(shè)計參數(shù)如下:</p><p>  夏季溫度24℃,相對濕度60%,風速0.25m/s;</p><p>  冬季溫度20℃,相對濕度40%,風速0.15m/s。<

39、;/p><p><b>  第二章 負荷的計算</b></p><p>  §2.1 夏季冷負荷的計算</p><p>  夏季建筑圍護結(jié)構(gòu)的冷負荷</p><p>  外墻和屋面逐時傳熱形成的冷負荷</p><p>  在日射和室外氣溫綜合作用下,外墻和屋面瞬變傳熱引起的逐時冷負荷可按下式

40、計算:</p><p><b> ?。?-1)</b></p><p><b>  式中:</b></p><p>  —外墻和屋面瞬變傳熱引起的逐時冷負荷,W;</p><p>  A—外墻和屋面的面積,㎡; </p><p>  K—外墻和屋面的傳熱系數(shù),W/(㎡

41、3;℃);</p><p>  tR—室內(nèi)計算溫度,℃;</p><p>  —外墻或屋面的逐時冷負荷計算溫度,℃,查【1】附錄2-4和2-5可得到。</p><p>  考慮到地點等的修正,外墻和屋面的冷負荷計算溫度修正為:</p><p><b>  (2-2)</b></p><p>  則

42、冷負荷計算式應(yīng)改為:</p><p><b> ?。?-3)</b></p><p><b>  內(nèi)維護結(jié)構(gòu)冷負荷</b></p><p>  當空調(diào)房間的溫度與相鄰非空調(diào)房間的溫度大于3℃時,要考慮由內(nèi)維護結(jié)構(gòu)的溫差傳熱對空調(diào)房間形成的瞬時冷負荷,可按如下傳熱公式計算:</p><p><b

43、> ?。?-4)</b></p><p><b>  式中:</b></p><p>  A—內(nèi)圍護結(jié)構(gòu)的傳熱面積,m²;</p><p>  K—內(nèi)圍護結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù),W /( m²·℃) ;</p><p>  to.m—夏季空調(diào)房間室外計算日平均溫度,℃;</p

44、><p>  Δt—附加溫升,可按表2-1選取,℃ 。</p><p><b>  表2-1 附加溫升</b></p><p>  3、外玻璃窗逐時傳熱引起的冷負荷</p><p>  在室內(nèi)外溫差的作用下, 玻璃窗瞬變熱形成的冷負荷可按下式計算:</p><p><b> ?。?-5)&l

45、t;/b></p><p><b>  式中:</b></p><p>  —外玻璃窗的逐時冷負荷,W;</p><p>  KW—玻璃的傳熱系數(shù),W /( m²·℃),由【1】附錄2-7、2-8查得; </p><p>  AW—窗口面積,㎡;</p><p>  —外

46、玻璃窗的冷負荷的逐時值,℃,可由【1】附錄2-10查得.</p><p><b>  必須指出:</b></p><p>  對附錄2-7、2-8中的KW值要根據(jù)窗框等情況的不同加以修正,修正值Cw值可從【1】附錄2-9中查得。</p><p>  對附錄2-10中的值要進行地點修正,修正值Δt可從【1】附錄2-11中查得。</p>

47、<p>  因此,式(2-3)相應(yīng)地變?yōu)椋?lt;/p><p><b>  (2-6)</b></p><p>  4、透過玻璃窗的日射得熱引起的冷負荷</p><p>  透過玻璃窗進入室內(nèi)的日射得熱形成的逐時冷負荷按下式計算: </p><p><b> ?。?-7)</b>&l

48、t;/p><p><b>  式中:</b></p><p>  AW—玻璃窗的面積,㎡; </p><p>  CC.S—玻璃窗的綜合遮擋系數(shù)CC.S=CS·CI;</p><p>  CS— 玻璃窗的遮擋系數(shù),由【1】附表2-13查得;</p><p>  CI— 窗內(nèi)遮陽設(shè)施的遮陽系數(shù)

49、,由【1】附表2-14查得;</p><p>  Ca—窗的有效面積系數(shù);雙層鋼窗0.75;有【1】附表2-15查得;</p><p>  CLQ—玻璃窗冷負荷系數(shù),無因次,由【1】附表2-16和2-19查得;</p><p>  Dj.max—日射得熱因數(shù)最大值,由【1】附錄2-12查得。</p><p>  二、熱源散熱引起的冷負荷<

50、;/p><p>  照明散熱形成的冷負荷</p><p>  根據(jù)照明燈具的類型和安裝方式的不同,其冷負荷計算式分別為:</p><p>  白熾燈: =1000·N·CLQ (2-8)</p><p>  熒光燈:=1000·n1·n2

51、83;N·CLQ (2-9)</p><p><b>  式中:</b></p><p>  —燈具散熱形成的冷負荷,W;</p><p>  N—照明燈具所需功率,KW;</p><p>  n1—鎮(zhèn)流器消耗功率系數(shù),當明裝熒光燈的鎮(zhèn)流器裝在空調(diào)房&l

52、t;/p><p>  間內(nèi)時,取n1=1.2;當暗裝熒光燈鎮(zhèn)流器裝設(shè)在頂棚內(nèi)時,</p><p><b>  可取n1=1.0;</b></p><p>  n2—燈罩隔熱系數(shù),當熒光燈上部穿有小孔(下部為玻璃板), </p><p>  可利用自然通風散熱與頂棚內(nèi)時,取n2=0.5~0.8;而熒光 </p>

53、<p>  燈罩無通風孔時,取n2=0.6~0.8;</p><p>  CLQ—照明散熱冷負荷系數(shù)。</p><p>  人體散熱形成的冷負荷</p><p><b> ?。?-10)</b></p><p><b> ?。?-11)</b></p><p>&

54、lt;b>  式中:</b></p><p>  —人體顯熱散熱引起的冷負荷,W;</p><p>  qs—不同室溫和勞動性質(zhì)成年男子顯然散熱量,W,見【1】表2-13;</p><p>  n—室內(nèi)全部人數(shù),參見人員分布及照明 ;</p><p>  —群集系數(shù),見表2-2;</p><p>  

55、CLQ—人體顯熱散熱熱冷負荷系數(shù),見【1】附錄2-23;</p><p>  QC—人體潛熱散熱形成的冷負荷,W;</p><p>  ql—不同室溫和勞動性質(zhì)成年男子潛熱散熱量,W, 見【1】表2-13。</p><p>  表2-2 某些空調(diào)建筑物內(nèi)的群集系數(shù)</p><p>  三、典型房間的冷負荷計算</p><p

56、>  以201臥室為例,冷負荷的分項計算如下:</p><p><b>  1.屋頂冷負荷</b></p><p>  由【1】附錄2-5查得冷負荷計算溫度逐時值,即可按式(2-2)、(2-3)</p><p>  算出屋頂逐時冷負荷,計算結(jié)果列于表2-3中。</p><p>  表2-3 屋頂冷負荷</p&

57、gt;<p><b>  2.外墻冷負荷</b></p><p>  由【1】附錄2-4查得Ⅱ型外墻冷負荷計算溫度,將南外墻逐時值及計算結(jié)果列于表2-4中,計算公式同上。</p><p>  表2-4 南外墻冷負荷</p><p>  用同樣的方法計算出西外墻、東外墻的冷負荷。</p><p>  3.外窗

58、瞬時傳熱冷負荷</p><p>  由玻璃窗的選擇知,所選玻璃窗的傳熱系數(shù)為 KW=2.98w/(㎡·℃)。再由【1】附錄2-9查得玻璃窗傳熱系數(shù)的修正值,Cw=1.20,由【1】附錄2-10查得玻璃窗冷負荷計算溫度,根據(jù)式(2-6)計算南外窗和東外窗瞬時傳熱冷負荷,計算結(jié)果列于表2-5中。</p><p>  表2-5 南外窗瞬時傳熱冷負荷

59、 </p><p>  用上述方法計算出東外墻瞬時傳熱冷負荷。</p><p>  4.外窗日射得熱冷負荷</p><p>  由附錄【1】2-15查得雙層玻璃窗的有效面積系數(shù)Ca=0.75;有由附錄2-13</p><p>  查得遮擋系數(shù)CS=0.78,由附錄2-14查得遮陽系數(shù)CI=0.5,于是綜合遮陽系數(shù)CC.S=0.7

60、8*0.5=0.39;再由【1】附錄2-12查得緯度34°時,南向日射得熱因數(shù)最大值 Djmax=251W/㎡,東向日射得熱因數(shù)最大值 Djmax=575W/㎡,因西安地區(qū)屬于北區(qū),故由【1】附錄2-17查得北區(qū)有內(nèi)遮陽的玻璃窗冷負荷系數(shù)逐時值CLQ。</p><p>  用公式2-7計算逐時進入南、東玻璃窗日射得熱引起的冷負荷,計算結(jié)果列于表2-6中。</p><p>  表2

61、-6 南外窗日射得熱引起的冷負荷</p><p>  用同樣的方法計算出東外窗日射得熱引起的冷負荷。</p><p>  5.人員散熱引起的冷負荷</p><p>  臥室屬極輕勞動,查【1】表2-13,當室溫為24℃時,每人散發(fā)的顯熱和潛熱量為60.5W和73.3W,由表2-2近似查得群集系數(shù)=0.89,由【1】附錄2-23查得人體顯熱散熱冷負荷系數(shù)逐時值。按(2

62、-10)公式計算人體顯熱散熱逐時冷負荷,并列于表2-11中。人體潛熱引起的冷負荷為潛熱散熱乘以群集系數(shù),計算結(jié)果也列于表2-7中。</p><p>  表2-7 人員散熱引起的冷負荷 </p><p>  6.臥室照明散熱引起的冷負荷</p><p>  由于明裝熒光燈,鎮(zhèn)流器裝設(shè)在臥室內(nèi),故鎮(zhèn)流器消耗功率系數(shù) n1取1.

63、2,燈罩隔熱系數(shù)取n2取0.6。</p><p>  由附錄2-22查得照明散熱冷負荷系數(shù),按公式(2-9)計算,其計算結(jié)果列于表2-8中。</p><p>  表2-8 照明散熱引起的冷負荷 </p><p>  7.工藝設(shè)備散熱引起的冷負荷</p><p>  由于別墅臥室內(nèi)魚缸、電視機、電腦等

64、工藝設(shè)備的散熱,現(xiàn)將其引起的冷負荷計算在內(nèi),以滿足空調(diào)實際的使用要求。其逐時散熱量(即逐時冷負荷)列于表2-9中。</p><p>  表2-9 工藝設(shè)備散熱引起的冷負荷</p><p>  由于室內(nèi)壓力高于大氣壓力,所以不需考慮由室外空氣滲透所引起的冷負荷?,F(xiàn)將上述各分項結(jié)果列于表2-10中,并逐時相加,以便求得客房內(nèi)的冷負荷值。</p><p>  表2-10

65、各分項逐時冷負荷匯總表 </p><p>  由表2-14可以看出,此臥室最大冷負荷值出現(xiàn)在20:00,其值為2544W。</p><p>  其他房間的冷負荷計算同上,可參見附表一。</p><p>  §2.2 冬季熱負荷的計算</p><p>  冬季熱負荷包括圍護結(jié)構(gòu)的基本耗熱量及

66、加熱由門窗縫隙滲入室內(nèi)的冷空氣的附加耗熱量。</p><p>  在工程實際中,圍護結(jié)構(gòu)的基本耗熱量按穩(wěn)態(tài)傳熱過程計算.即假設(shè)在計算時間內(nèi),室內(nèi)外空氣溫度和其他傳熱過程參數(shù)都不隨時間變化。</p><p>  圍護結(jié)構(gòu)的基本耗熱量</p><p><b> ?。?-12)</b></p><p><b>  式

67、中:</b></p><p>  —部分圍護結(jié)構(gòu)的基本耗熱量,W;</p><p>  Aj—部分圍護結(jié)構(gòu)的傳熱面積,m²;</p><p>  Kj—部分圍護結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù),W /( m²·℃);</p><p>  —冬季室內(nèi)計算溫度,℃;</p><p>  —采暖室外計

68、算溫度,℃;</p><p>  —圍護結(jié)構(gòu)的溫差修正系數(shù),見表1-4。</p><p>  圍護結(jié)構(gòu)的附加耗熱量</p><p><b>  朝向修正率</b></p><p>  朝向附加耗熱量是考慮建筑物受太陽照射影響而對圍護結(jié)構(gòu)基本耗熱量的修正。不同朝向的圍護結(jié)構(gòu),受到的太陽輻射熱量是不同的,同時,不同的朝向,風

69、的速度和頻率也不同。不同圍護結(jié)構(gòu)的修正率見表2-15。</p><p>  本設(shè)計中,北朝向取0%,東、西朝向取-5%,南朝向取-15%。</p><p><b>  風力附加率</b></p><p>  風力附加耗熱量是考慮室外風速變化而對維護結(jié)構(gòu)基本耗熱量的修正。在計算基本耗熱量時,外表面換熱系數(shù)是對應(yīng)風速約為4m/s的計算值。我國大部分

70、地區(qū)冬季平均風速為2~3m/s。因此《規(guī)范》規(guī)定,一般情況下,不必考慮風力附加。</p><p><b>  3.高度附加率</b></p><p>  由于室內(nèi)溫度梯度的影響,往往使房間上部的傳熱量加大。因此規(guī)定:當房間凈高超過4米時,每增加1米,附加率為2%,但最大附加率不超過15%。應(yīng)注意:高度附加率應(yīng)加在基本耗熱量和其他附加耗熱量的總和上。</p>

71、<p>  門窗縫隙滲入冷空氣的耗熱量</p><p>  在風力和熱壓造成的室內(nèi)外壓差作用下,室外的冷空氣通過門、窗等縫隙滲入室內(nèi),被加熱后逸出,此部分耗熱量為冷風滲透耗熱量。由于空調(diào)建筑室內(nèi)通常保持正壓,因而在一般情況下,不計算門窗縫隙滲入室內(nèi)的冷空氣和由門、孔洞等侵入室內(nèi)的冷空氣引起的耗熱量。</p><p>  表2-15 圍護結(jié)構(gòu)的修正率

72、 </p><p>  三、典型房間的熱負荷計算</p><p>  以201客房為例,熱負荷的計算如下表2-16:</p><p>  表2-16 圍護結(jié)構(gòu)耗熱量計算表 </p><p>  其他房間的熱負荷計算同上,參見附錄二。</p><p>  &

73、#167;2.3 濕負荷的計算</p><p>  濕負荷包括人體散熱形成的濕負荷及食物散熱形成的濕負荷。</p><p>  人體散濕量可按下式計算:</p><p>  W=0.001nω (2-13)</p><p><b>  式中:</b></p>

74、<p>  ω— 每名成年男子的散熱量(g/h),見【3】表2-47。</p><p>  食物散濕量:11.5g/(h·人)</p><p>  以105餐廳為例,濕負荷的計算列于表2-13:</p><p>  表2-17 201房間濕負荷計算表 </p><p>  其他

75、房間的濕負荷計算同上,參見附錄三。</p><p>  后用晨光負荷計算軟件校核計算的冷、熱負荷,圖2-1為用晨光負荷計算軟件分析該別墅的逐時冷負荷柱狀圖,可見該建筑17:00的冷負荷最大,與之前的手算結(jié)果一致。</p><p>  圖2-1 逐時冷負荷柱狀圖</p><p>  第三章 空調(diào)方案的確定</p><p>  §3.1

76、 系統(tǒng)形式的確定</p><p>  一直以來,解決夏季降溫和非嚴寒地區(qū)冬季供暖問題,人們均采用房間空調(diào)器。房間空調(diào)器在住宅中之所以能迅速普及有其一定的優(yōu)勢:制冷(熱)迅速、安裝簡單快捷、冷(熱)量調(diào)節(jié)方便、能耗計量容易、價位較低;但它的缺點也很突出:首先,房間空調(diào)器的能耗比低(2.6-2.9KW/KW);其次,它無法采集新風,難以保證良好的室內(nèi)環(huán)境品質(zhì)和舒適性;再次,房間空調(diào)器的無規(guī)則設(shè)置破壞了建筑外觀;另外,

77、房間空調(diào)器室外機的廢熱、噪聲及凝結(jié)水的隨處排放,都成了城市新的公害。</p><p>  隨著大型中央空調(diào)向節(jié)能、環(huán)保方向不斷創(chuàng)新發(fā)展和人們對高品質(zhì)生活的不斷追求,小型空調(diào)也向著大功率、舒適、節(jié)能、甚至是美觀豪華的趨勢發(fā)展。以窗式空調(diào)、分體掛壁機、分體柜機為代表的普通房間空調(diào)已經(jīng)不能滿足市場的需求,而戶式中央空調(diào)不僅適用于大面積多居室的單元房、別墅,也同樣適用于中小型飯店、娛樂場所及辦公樓等,具有相當可觀的潛力和

78、應(yīng)用前景。目前,居民的居住面積不斷增大,對室內(nèi)空氣品質(zhì)的要求也越來越高。例如:一個三居室用戶要裝四部空調(diào),需要四個不同的室外空間,使家用空調(diào)特別是分體式空調(diào)的安裝受到限制,無法從根本上克服空氣流通不暢、空氣質(zhì)量差等弊端。而大型中央空調(diào)雖可同時為多用戶集中供冷暖,但</p><p>  缺少個性化選擇、自由度小,一次性投資較大,只能應(yīng)用在大型建筑物。同時,大型中央空調(diào)用于大型建筑(特別是出租式建筑時)又會遇到收費較

79、困難、加裝收費設(shè)備的成本增加等問題。為了解決上述兩種空調(diào)的弊端,戶式中央空調(diào)就應(yīng)運而生。戶式中央空調(diào)作為一種節(jié)能、舒適的小型化獨立空調(diào)系統(tǒng),在國內(nèi)市場上一出現(xiàn)便引起各方的關(guān)注。</p><p>  戶式中央空調(diào)的出現(xiàn),為空調(diào)行業(yè)在中央空調(diào)和房間空調(diào)器兩大領(lǐng)域之間提供了新的空調(diào)發(fā)展領(lǐng)域,為我國家用空調(diào)發(fā)展帶來了新的技術(shù)解決方案。它與傳統(tǒng)的中央空調(diào)系統(tǒng)和房間空調(diào)器相比,具有自身的優(yōu)勢:首先,初投資適宜;與傳統(tǒng)的中央空

80、調(diào)相比,省去了專用機房和復(fù)雜的管路系統(tǒng)。其次,室內(nèi)環(huán)境舒適;與傳統(tǒng)的房間空調(diào)器相比,戶式中央空調(diào)機組大部分可引入新風,能有效改善室內(nèi)空氣品質(zhì),而且室內(nèi)溫度均勻適宜,氣流組織合理,能營造宜人的室內(nèi)環(huán)境。再次,對房地產(chǎn)商而言,施工安裝程序簡單,管理方便;特別是戶式中央空調(diào)系統(tǒng)的不同用戶可一次建成,也可后期安裝,使開發(fā)商投資分散,風險降低;住戶入住后,使用費由住戶直接向供電或供氣部門交付,使得物業(yè)管理也相對方便。最后,住戶在室內(nèi)裝修時可結(jié)合空

81、調(diào)的布置實現(xiàn)個性化裝修設(shè)計;而且室外機的挑臺布置在建筑設(shè)計初期已同步考慮,避免了房間空調(diào)器室外機對建筑景觀的影響。</p><p>  目前,我國戶式中央空調(diào)正處于高速發(fā)展的成長期,但由于受價格、質(zhì)量、服務(wù)及住房等諸多因素的影響下,成長期相對較長。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明:美國擁有空調(diào)的家庭約有72%,其中戶式中央空調(diào)約占48%,窗式空調(diào)、分體空調(diào)約占24%,即戶式中央空調(diào)約占美國家庭空調(diào)的2/3。目前我國戶式中央

82、空調(diào)的使用率僅占空調(diào)行業(yè)的5%左右。這對于有13億人口、空調(diào)的生產(chǎn)和消費大國來說,的確不多。從發(fā)展趨勢上看,巨大的市場需求空間令各廠家和商家尤為樂觀。未來的空調(diào)市場,家用中央空調(diào)將作為小型中央空調(diào)中的一支主力軍,可望與中央空調(diào)、普通家用空調(diào)一爭高下。</p><p>  經(jīng)對比分析,該別墅空調(diào)設(shè)計采用戶式中央空調(diào)系統(tǒng),下節(jié)將分析選定其具體形式。</p><p>  §3.2 戶式

83、中央空調(diào)的形式和特點</p><p>  戶式中央空調(diào)的快速發(fā)展,形成了多種多樣的系統(tǒng)形式。按照空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)傳送房間工質(zhì)分為三大類型:送風型、送水型和送制冷質(zhì)型;按照冷熱源的方式分為:電制冷式、燃氣式;按機組的冷卻方式分為:風冷式、水冷式、蒸發(fā)冷卻式;按控制方式又分為:定頻式、變頻式和定變頻結(jié)合式;按系統(tǒng)的末端分又有:多聯(lián)式室內(nèi)機、風機盤管、送回風口、輻射頂(地)板等型式。</p><p>

84、  戶式中央空調(diào)具有很多特點:1.適用性和對于項目特殊性的適應(yīng)能力比較強。例如,在中國北方,全年溫差較大,分體空調(diào)是無法適應(yīng)需求的,而戶式中央空調(diào)機組采用加工精度高的壓縮機組,在系統(tǒng)的整合設(shè)計和組裝工藝上也遠高于普通空調(diào),可以完全滿足適應(yīng)能力。2.具有能夠?qū)κ覂?nèi)溫濕度、新風量進行調(diào)節(jié),均勻分布,可與裝修較好配合,控制室內(nèi)設(shè)備噪聲等特點。3.具有系統(tǒng)多樣、使用靈活、較好的個性化、室內(nèi)布置靈活的特點。4.戶式中央空調(diào)系統(tǒng)可根據(jù)實際負荷自動化

85、運行,節(jié)約能源及運行費用,符合目前中國仍存在用電緊張的現(xiàn)狀。5.不需要另設(shè)機房,無需占用設(shè)備層,減少公用設(shè)施和土建投資,同時可有效的減少室外機位,減小開發(fā)商的開發(fā)成本和建筑設(shè)計難度。6.可根據(jù)物業(yè)發(fā)展情況,分期分批投資添置各用戶的空調(diào)系統(tǒng),有效利用開發(fā)資金。7.可以避免破壞樓體的整體外觀,又可使用戶充分享受高檔家居環(huán)境,更利于裝修的配合。正是由于中央空調(diào)系統(tǒng)形式和特點的多樣性,適合應(yīng)用于廣泛的場合。</p><p&g

86、t;  戶式中央空調(diào)系統(tǒng)常用的幾種形式為:小型風冷熱泵冷熱水機組加風機盤管空調(diào)系統(tǒng)、風管式空調(diào)系統(tǒng)、家用VRV空調(diào)系統(tǒng)。</p><p>  一、小型風冷熱泵冷熱水機組加風機盤管空調(diào)系統(tǒng)</p><p>  此系統(tǒng)是以小型風冷熱泵機組為主機,配以風機盤管為末端設(shè)備,組成以一戶住宅為單元的小型集中空調(diào)系統(tǒng)。</p><p>  與其它戶式中央空調(diào)相比,這種空調(diào)系統(tǒng)的優(yōu)

87、點如下:</p><p>  安裝方便,適用范圍廣</p><p>  室外主機可直接放置于室外花園空地,房頂平臺及陽臺上,按照用戶的需要靈活安裝。室內(nèi)風機盤管機組體型小,布置和安裝也很方便。因此,這種系統(tǒng)廣泛適用于別墅、高檔住宅、復(fù)式建筑、多房多廳家居等場所。</p><p><b>  費用低廉、安全環(huán)保</b></p>&l

88、t;p>  室內(nèi)制冷管路為低壓水系統(tǒng)管路,安裝費用低廉且無須定期補充昂貴的制冷劑。制冷劑密封在室外機組內(nèi),對環(huán)境影響遠小于VRV系統(tǒng)。</p><p><b>  噪音較低</b></p><p>  風機盤管低檔運行時噪音一般在30~40dB(A)。</p><p><b>  控制方便,運轉(zhuǎn)節(jié)能</b></

89、p><p>  風機盤管具有調(diào)節(jié)風機轉(zhuǎn)速的普通三速開關(guān),可根據(jù)室溫變化,調(diào)節(jié)風機轉(zhuǎn)速,也可設(shè)溫度控制器及兩通或三通電磁閥實現(xiàn)自動控制。室內(nèi)無人時可單獨關(guān)閉此房間風機盤管,使得運轉(zhuǎn)經(jīng)濟、節(jié)能。</p><p>  一次性投資相對較低,對于初投資預(yù)算小的建筑易于推廣。</p><p>  風冷熱泵冷熱水機組加風機盤管系統(tǒng)的缺點如下:</p><p>

90、  室內(nèi)解決新風困難,在過渡季節(jié)利用室外空氣降溫的時間較短;</p><p>  因機組分散設(shè)置,臺數(shù)較多時,維修管理工作量較大;</p><p>  由于機組靜壓小,在機組內(nèi)不可能使用高性能的空氣過濾器,空氣潔凈度不高水管有可能漏水,冷凝水盤可滋生影響人體健康的微生物。</p><p>  綜上所述,風冷熱泵冷熱水機組加風機盤管系統(tǒng)適用于對初投資預(yù)算要求低且對新風

91、品質(zhì)要求不高的住宅建筑。目前,在高級住宅、商住用房的戶式中央空調(diào)系統(tǒng)(主要是風機盤管系統(tǒng))中出現(xiàn)了一種利用新風換氣機供給新風的系統(tǒng)形式。新風換氣機的實質(zhì)是空氣熱回收裝置,按空氣熱交換器的種類可分為板式、板翅式、轉(zhuǎn)輪式、熱管式等幾種,按回收熱量的性質(zhì)分為顯熱回收器與全熱回收器。目前市場上的新風換氣機一般指板翅式的空氣顯熱回收裝置。轉(zhuǎn)輪式全熱回收裝置也有產(chǎn)品,但由于價格較高,應(yīng)用較少。板式(板翅式)的全熱回收裝置國外早有產(chǎn)品,國內(nèi)也有廠家正

92、在研制。新風換氣機在供給室內(nèi)新風的同時能置換出等量的室內(nèi)污濁空氣,使得換氣充分、彌補了原有風機盤管空調(diào)系統(tǒng)新風量不能保證的缺點,將使得這種空調(diào)系統(tǒng)具有更廣的適用性。</p><p><b>  二、風管式空調(diào)系統(tǒng)</b></p><p>  這種空調(diào)系統(tǒng)輸送冷熱量的介質(zhì)為空氣,制備冷熱風的空氣處理裝置為直接蒸發(fā)式風冷熱泵機組,它與大型全空氣中央空調(diào)系統(tǒng)的原理基本相同,

93、利用室外主機集中產(chǎn)生冷、熱量,將從室內(nèi)引回的回風(或回風和新風的混合風)進行冷卻(加熱)處理后,再送入室內(nèi)消除房間空調(diào)冷、熱負荷。</p><p>  相對于其它的戶式中央空調(diào),風管式空調(diào)系統(tǒng)具有以下優(yōu)點:</p><p>  造價較低,業(yè)主較容易接受;</p><p>  可引入新風,空氣品質(zhì)能得到較大的改善;</p><p>  風口布置

94、靈活,氣流組織較好;</p><p>  易于實現(xiàn)送風過濾、加濕等,空氣質(zhì)量較高;</p><p>  冷凝水排放容易,避免冷凝水盤可能滋生的微生物影響人體健康;</p><p>  但風管式空調(diào)系統(tǒng)也存在以下缺點:</p><p>  風管式系統(tǒng)的空氣輸配系統(tǒng)要求有較大的建筑空間,因此一般要求住宅有較大的層高;</p><

95、;p>  機組送風量一般不能隨房間空調(diào)負荷變化而變化,分室溫度控制較難實現(xiàn)。</p><p>  目前為解決室溫控制的問題,常采用的方法有:</p><p>  在空調(diào)系統(tǒng)中設(shè)置中央控制器、房間溫度控制器。中央控制器可根據(jù)用戶需要實現(xiàn)對室內(nèi)、外機組的智能控制;房間溫度控制器可自動根據(jù)用戶設(shè)定溫度或用戶手動控制,通過對相應(yīng)的電動風量調(diào)節(jié)閥的控制,實現(xiàn)對各個房間空調(diào)送風的控制。</

96、p><p>  采用變風量系統(tǒng),其末端為帶動力的變風量風機箱,它可使每個出風口的壓力提高60~90Pa,降低空調(diào)室內(nèi)機對機外余壓的要求,送風能力明顯提高;這種系統(tǒng)運用計算機控制技術(shù)、多變量控制理論對戶式中央空調(diào)進行集散控制,通過設(shè)在各房間的數(shù)字式溫控器,采用模糊邏輯控制技術(shù)無級調(diào)節(jié)相應(yīng)的變風量箱風機的轉(zhuǎn)速,從而調(diào)節(jié)房間的送風量,達到控制室溫的目的。但這種變風量末端的引入將會使整個空調(diào)系統(tǒng)的初投資大大增加。</p

97、><p>  三、家用VRV(Variable Refrigerant Volume可變冷媒流量)中央空調(diào)系統(tǒng)</p><p>  VRV空調(diào)系統(tǒng)是在空調(diào)系統(tǒng)中,通過控制壓縮機的制冷劑循環(huán)量和進入室內(nèi)換熱器的制冷劑流量,適時地滿足室內(nèi)冷熱負荷要求的高效率冷劑空調(diào)系統(tǒng)。VRV空調(diào)系統(tǒng)可采用變頻壓縮機或數(shù)碼渦旋壓縮機,兩種技術(shù)都能達到調(diào)節(jié)容量的目的,因而具有明顯的節(jié)能、舒適效果。</p>

98、;<p>  VRV空調(diào)系統(tǒng)是一種冷劑式空調(diào)系統(tǒng),以制冷劑為輸送介質(zhì),由一臺室外機和數(shù)臺室內(nèi)機組成。每一臺室內(nèi)機都具備根據(jù)房間的要求進行獨立的制冷或制熱的運轉(zhuǎn)能力,室外機由室外側(cè)換熱器、壓縮機和其他制冷附件組成,一臺室外機通過管路能夠向若干個室內(nèi)機輸送制冷劑。VRV系統(tǒng)是通過控制壓縮機的制冷劑循環(huán)量和進入室內(nèi)換熱器的制冷劑流量,適時地滿足室內(nèi)熱負荷要求的高效率冷劑空調(diào)系統(tǒng)。與其它戶式中央空調(diào)形式相比,家用VRV系統(tǒng)具有以下

99、特點:</p><p><b>  安裝簡單,布置靈活</b></p><p>  家用VRV系統(tǒng)為冷媒直接蒸發(fā)制冷,不需要冷凍水及冷卻水系統(tǒng),省去了相應(yīng)的設(shè)備和管道系統(tǒng),室外機放在室外、屋頂或陽臺等地,減少了占地面積,簡化了安裝工程。另外,各種型號及規(guī)格的室內(nèi)機可安裝于同一系統(tǒng)內(nèi),并且每臺室內(nèi)機都可獨立有效的進行控制,可滿足不同負荷、不同裝飾要求的房間布置。<

100、/p><p>  (2)節(jié)約能源,運行費用低</p><p>  家用VRV變頻中央空調(diào)系統(tǒng)采用變頻式壓縮機,室外機的輸出可根據(jù)室內(nèi)負荷的大小自動調(diào)節(jié);VRV空調(diào)在部分負荷時的能耗比(COP值)相當高,當系統(tǒng)僅有一臺室內(nèi)機開啟時,室外壓縮機能相應(yīng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速,合理輸出室內(nèi)機所需能量。</p><p>  另外,家用VRV系統(tǒng)采用直接蒸發(fā)制冷,屬于一次熱交換系統(tǒng),在熱交換的過

101、程中能量的損耗極低,而傳統(tǒng)的風或水系統(tǒng)則有兩次熱交換,這也是家用VRV系統(tǒng)比其它戶式中央空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能的另一個原因。</p><p>  (3)系統(tǒng)控制先進,舒適性好</p><p>  家用VRV變頻中央空調(diào)系統(tǒng)室外機、室內(nèi)機都帶有電腦板,對每臺室內(nèi)機可實現(xiàn)單獨控制,用戶可以非常方便直接地從室內(nèi)機遙控器開啟室內(nèi)機,室內(nèi)機可實現(xiàn)時間、溫度、風量、風向、狀態(tài)等的自動控制與設(shè)定。室內(nèi)溫度控制方式

102、采用高精度PID控制系統(tǒng),可將室內(nèi)溫度精度控制到±0.5℃范圍內(nèi),這是其它空調(diào)系統(tǒng)所達不到的。另外,VRV系統(tǒng)主機及室內(nèi)機噪聲均低于其它空調(diào)系統(tǒng)的主機及末端設(shè)備,室外機還具備“夜間噪聲控制”功能,可降低2~3dB(A)的夜間運轉(zhuǎn)噪聲。</p><p>  (4)設(shè)計簡單、維修方便</p><p>  VRV系統(tǒng)不需要其他空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計那樣,必須進行大量繁瑣的水系統(tǒng)、風系統(tǒng)的設(shè)計計

103、算,只要根據(jù)不同系統(tǒng)形式、不同規(guī)格主機型號進行配管即可,并且不存在系統(tǒng)的水利失調(diào)問題。另外,VRV系統(tǒng)具有故障自動診斷功能,可以自動判斷顯示系統(tǒng)各種故障,簡化了日常維護及維護工作。</p><p><b>  工作溫度范圍寬</b></p><p>  家用VRV系統(tǒng)在室外環(huán)境干球溫度為-5~46℃的情況下可以正常制冷,在濕球-15~15.5℃的情況下可以正常供熱,且

104、在低溫供熱時供熱衰減很小。</p><p>  初投資高,限制了VRV系統(tǒng)的推廣</p><p>  通過以上特點,我們可以得出以下結(jié)論,家用VRV變頻中央空調(diào)對于高檔住宅、豪華別墅等對空調(diào)要求較高的建筑是個最佳選擇。</p><p>  目前可變冷媒流量(VRV)空調(diào)系統(tǒng)已成為空調(diào)發(fā)展的趨勢,各大空調(diào)廠家紛紛推出相應(yīng)的產(chǎn)品, 90年代我國的VRV空調(diào)系統(tǒng)主要是日本

105、的變頻控制方法,90年代后期美國谷輪公司開發(fā)了數(shù)碼渦旋壓縮機,并先后被用于各大空調(diào)廠家。近幾年,國內(nèi)的空調(diào)廠家如美的、海爾等也紛紛研制開發(fā)了數(shù)碼渦旋空調(diào)系統(tǒng)。</p><p>  VRV空調(diào)系統(tǒng)具有設(shè)計安裝方便、布置靈活多變、占建筑空間小、使用方便、可靠性高、運行費用低、不需機房、無水系統(tǒng)等優(yōu)點。但VRV系統(tǒng)初投資高,限制了其推廣,對于高檔住宅、豪華別墅等對空調(diào)要求較高的建筑是個最佳選擇。因此,本別墅設(shè)計選用VR

106、V空調(diào)系統(tǒng)。</p><p>  §3.3 變頻技術(shù)和數(shù)碼渦旋技術(shù)的比較</p><p>  容積式制冷壓縮機的容量調(diào)節(jié)有吸氣節(jié)流調(diào)節(jié)、變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)、改變工作容積調(diào)節(jié)和其他調(diào)節(jié)方式。</p><p>  其中,調(diào)節(jié)壓縮機的轉(zhuǎn)速有多種方式:</p><p>  ①通過機械或電磁變速機構(gòu)調(diào)節(jié)。這是一種外置式的調(diào)節(jié)方式,多用于開啟式壓縮機,

107、即在驅(qū)動機構(gòu)和壓縮機主軸之間串聯(lián)一變速機構(gòu),驅(qū)動機構(gòu)的轉(zhuǎn)速不變,但可以通過變速機構(gòu)改變壓縮機主軸的轉(zhuǎn)速。典型的應(yīng)用實例就是汽車空調(diào)壓縮機,在壓縮機的軸端用一電磁離合器根據(jù)空調(diào)負荷的大小改變壓縮機的轉(zhuǎn)速,離合器通過傳動帶與發(fā)動機相連。</p><p> ?、谕ㄟ^改變電動機頻率調(diào)節(jié),即變頻調(diào)節(jié)。</p><p> ?、鄄捎弥绷髡{(diào)速原理調(diào)節(jié),即直流變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。此時壓縮機的電動機是直流電動機,在制

108、冷空調(diào)領(lǐng)域一般為直流無刷、無位置傳感器稀土永磁電動機。其轉(zhuǎn)子上嵌有數(shù)個永磁體,以磁鐵的磁場代替普通感應(yīng)電動機的感應(yīng)磁場。由于避免了交流電動機在轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生感應(yīng)磁場導(dǎo)致的各種電磁損失,這種壓縮機具有較高的效率。</p><p>  以下分析比較常用的兩種形式:變頻調(diào)節(jié)技術(shù)與數(shù)碼渦旋技術(shù)。</p><p><b>  一、變頻調(diào)節(jié)技術(shù)</b></p><

109、p><b> ?。?)變頻調(diào)節(jié)原理</b></p><p>  從電動機理論可知,電動機的轉(zhuǎn)速與電源輸入頻率的關(guān)系為</p><p><b> ?。?-1)</b></p><p>  式中 f—電源輸入頻率,單位為Hz;</p><p><b>  s—電動機轉(zhuǎn)差率;</b

110、></p><p><b>  P—電動機極對數(shù)。</b></p><p>  假定s、P為常量,電動機的轉(zhuǎn)速與電源輸入頻率成正比。很顯然只要改變頻率就可改變電動機的轉(zhuǎn)速。壓縮機的輸氣量與電動機的轉(zhuǎn)速近似成正比,若電源頻率連續(xù)變化,則轉(zhuǎn)速連續(xù)變化,從而實現(xiàn)了輸氣量的連續(xù)調(diào)節(jié),也就達到了制冷量連續(xù)調(diào)節(jié)的目的。</p><p>  使頻率發(fā)生

111、連續(xù)變化的裝置是變頻器,它首先通過整流器將交流電轉(zhuǎn)換為直流電,然后再通過逆變器將直流電經(jīng)控制電路轉(zhuǎn)換為頻率可變的交流電。交流變頻壓縮機的電動機為三相電動機。因此,變頻器的輸出為三相電源,并可連續(xù)改變?nèi)嘟涣鬏敵龅念l率,且其輸出電壓與頻率之間存在一定的關(guān)系。變頻器有電流源型和電壓源型兩種,又可根據(jù)控制電路調(diào)制方式分為脈寬調(diào)制方式(PWM方式)和脈幅調(diào)制方式(PAM方式)。</p><p>  空調(diào)器用制冷壓縮機的電

112、動機變頻器多采用電壓源型PWM方式,即采用“電壓/頻率”接近恒定的控制系統(tǒng),從而使最大轉(zhuǎn)矩在很寬的頻率范圍內(nèi)維持恒定,電動機的轉(zhuǎn)矩隨空調(diào)器的負荷(而不是電動機的轉(zhuǎn)速)變化。并且PWM方式還具有主電路簡單及隨負荷變化的響應(yīng)特性好等優(yōu)點。房間空調(diào)器用變頻器由整流器、逆變器、微機和數(shù)字信號控制電路等四部分組成。溫度傳感器測出的房間溫度、換熱器溫度等信號被送入微機,經(jīng)運算后將信息送入數(shù)字信號控制電路,進行波形成形處理,然后送入逆變器,在逆變器中

113、將整流器送來的直流電轉(zhuǎn)換為頻率可變的交流電,去驅(qū)動電動機。逆變器輸出的交流電頻率根據(jù)實測的房間溫度及設(shè)定溫度等參數(shù)經(jīng)邏輯運算確定。交流電波形經(jīng)整流器變?yōu)橹绷麟?,再?jīng)PWM方式逆變器轉(zhuǎn)變?yōu)轭l率可變的“電壓/頻率”接近恒定的交流電。</p><p>  為了改變壓縮機低頻下的運轉(zhuǎn)特性,往往在其輸出壓頻曲線的起始段采取電壓提升技術(shù),以提高壓縮機電動機的驅(qū)動力矩。變頻控制器的主要作用是將普通交流電源轉(zhuǎn)換為變頻壓縮機所需的

114、變頻電源并提供給壓縮機。變頻控制器實現(xiàn)控制的手段主要有降低頻率和運行停止兩種。對于一些參數(shù),當出現(xiàn)需要調(diào)節(jié)的條件時,控制器首先改變壓縮機的頻率,只有當不能完成調(diào)節(jié)時才采用停機的方式。而另一種參數(shù)只要出現(xiàn)需要調(diào)節(jié)的條件就意味著出現(xiàn)了異常情況,需要立即停機。</p><p><b> ?。?)變頻壓縮機</b></p><p>  變頻調(diào)節(jié)廣泛應(yīng)用于采用轉(zhuǎn)子式壓縮機的房間

115、空調(diào)器中。轉(zhuǎn)子式變頻壓縮機與普通轉(zhuǎn)子式定速壓縮機相比,結(jié)構(gòu)上的最大區(qū)別是電動機。變頻壓縮機使用的是三相交流變頻電動機,直流調(diào)速壓縮機使用的是稀土永磁、無刷、無位置傳感器的直流調(diào)速電動機,而定速壓縮機使用的是普通單相或三相異步感應(yīng)電動機。</p><p>  三相交流變頻電動機在設(shè)計上有很大的變化,既要考慮電力拖動原理方面的變化,又需考慮制冷壓縮機驅(qū)動與運轉(zhuǎn)的特殊性,如低頻起動與運轉(zhuǎn)時的轉(zhuǎn)矩提升技術(shù)等,但其外觀與普

116、通三相異步感應(yīng)電動機相比并沒有太大的差別。直流調(diào)速電動機則與普通三相異步感應(yīng)電動機完全不同,它是依靠電子定子所產(chǎn)生的感應(yīng)磁場與置于轉(zhuǎn)子上的永磁體所產(chǎn)生的磁場兩者之間的相互作用拖動轉(zhuǎn)子運轉(zhuǎn),在外觀上就與三相異步感應(yīng)電動機完全不同。</p><p>  壓縮機的壓頻曲線 變頻壓縮機的電動機要求輸入的電壓與運轉(zhuǎn)頻率之間具有一定的關(guān)系,即所謂的壓頻曲線。壓縮機出廠時,制造廠都向用戶提供壓縮機所需的壓頻曲線供用戶參考。&l

117、t;/p><p> ?。?)變頻調(diào)節(jié)的特點</p><p>  變頻調(diào)節(jié)的最大特點是其節(jié)能優(yōu)勢,這一優(yōu)勢表現(xiàn)在三個方面。</p><p>  第一,按照額定負荷設(shè)計的制冷空調(diào)系統(tǒng)在壓縮機低速運行時,壓縮機質(zhì)量流量減少,換熱器面積相對變大,使得傳熱溫差減少,降低了能耗。</p><p>  第二,當溫度達到用戶設(shè)定的目標溫度后,變頻壓縮機采用降低轉(zhuǎn)

118、速的方式使得制冷量和用戶負荷在目標溫度達到平衡,而后一直維持低速運轉(zhuǎn),不需要停機。避免了頻繁停、開機時較大的起動電流造成的損失。</p><p>  第三,當制冷空調(diào)裝置停機以后,處于冷凝壓力的高壓部分和處于蒸發(fā)壓力的低壓部分會通過節(jié)流裝置逐漸達到壓力平衡。再開機以后又需要重新建立這一壓差,從而造成能量損失。變頻調(diào)節(jié)由于避免了頻繁的開、停機,也就減少了這部分損失。</p><p>  變頻

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